开启画面更真实的时代

2012年，堪称是高细腻技术的改进最重要的一年，从手机到电视，新产品不断传出“高精细”、“高PPI（Pixel Per Inch）的到来。

在手机部分，最重要的产品莫过于2012年9月苹果（Appie）公司iphone5的销售了。公司高层在新一代的iphone发布会上，就不断的试图传达出iphone5在机身结构上的更轻、更薄、以及更大、更细腻的画面表现，希望吸引更多消费者的目光，其中，苹果公司对iphone所配备的面板，更是打出了“Retina”以326PPI的细腻度达到号称人眼视网膜级别的面板标准。

而在电视部分，过去一直是新型产品概念的4K×2K液晶面板，在2012年时也开始尝试导入市场的商业化进程。在传统的525条扫描线时代，人们对于画面质量的要求总是持“能看就好”的态度，对于画面的质量并没有过多的选择。而今，乘整体通信和周边环境改革之东风，液晶面板的开发已有了相当程度的跃进。

不论是中小型设备中的手机，亦或是大型设备中的电视机，其所使用的液晶面板，在去年的重要课题已进入到如何达到更高的精细层次，来重现最真实的画面。

过去电视的画质演变从黑白电视发展到彩色电视，而扫描线则从显像管电视（CRD TV）时代的525条，跨入到全高清（Full HD）的高画质时代。许多人或许会心生疑惑，难道画质的发展到全高清即告停止？其实，下一阶段的画面质量标准才刚刚开始。为了追求更激动人心的画面技术，超高清技术已悄然应运而生。

最早推出4K×2K的LCD液晶面板产品为日本的厂商夏普（Sharp）公司，2007年夏普就推出同NHK电视技术研究所共同开发的4096×2160的原型产品。而要做到这样近似于Reality的分辨率的显示质量，信号与信息的处理量势必大增为全高清等级的4倍，因此液晶面板本身的反应时间必须变得更快。其技术重点在于：低阻抗的配线技术与高Mobility的TFT技术，另外还必须辅以高速信息的处理技术，特别是高频率的驱动电路设计，才能在极短的时间内处理大量的画面信号。

日本NHK电视台在2006年提出超高清（Super High Vision）的概念，其主要定义为扫描线达到7680×4320超高分辨率的影像系统。根据计算，以往的高画质在扫描线为1000条等级时，观赏时人们只要以30度角度及与画面高度3倍的距离就行了，而当画面为超高清时，将可借助超高分辨率之力，达到视角100度的广视野，却仅需画面高度0.75倍的观赏距离就行了。正因为高清标准的不断修正，让液晶面板仍有着持续不断的提高空间。电视和墙壁一般大小的景象不再只是梦想，倘若再配备22.2声道多声道音响系统，将使得人们体验到前所未有的高度临场感和立体感。

过去液晶面板因受技术限制，4K×2K是当时能达到的最高的精细境界，但在2011年日本的FPD International展会上，NHK电视台与夏普公司合作开发的85寸的8K×4K超高清面板一经亮相便震惊全场。NHK非常满意该款超高清液晶面板，认为：“大画面、高细腻的电视机，将能够为家庭娱乐带来更大的效果”，而夏普公司的常务董事水山鸟繁光先生也情不自禁的感叹道：“这款8K×4K的超高清液晶面板，将提供电视机前所未有的临场感与没入感”。这次夏普公司展示的8K×4K液晶面板，工艺上是以铜导线的工艺为主，因为铜导线工艺很容易做到倍速驱动的需求，更能够实现高细腻的画质表现。NHK电视台也计划在2020年第32届夏季奥林匹克运动会在日本举办期间进行8K×4K超高清电视的试播，5年后的2025年将正式开播，尽管该届奥运之花花落谁家至今尚八字没有一撇，但日本志在必得，甚至已举国选出卡通片中的机器猫作为运动会的吉祥物。

综上所述，在迈向超高清液晶面板的时代，因单次传输进入液晶面板的信息量倍增，要使4K×2K的大尺寸液晶面板应用到3D显示，若未来大型液晶面板想要进一步提高到Super Hi-vision以上，为求有效驱动液晶面板，Mobility大于10cm2/Vs将是无法避免的选择。Oxide TFT技术最早系日本东京大学的细野秀雄教授在上世纪90年代中叶首次公开。2004年由本人带领学校的研究团队，再推出采用IGZO（In-Ga-Zn-O）材料制作的TFT元件。

Oxide TFT的制作材料有许多选择，如ZnO、IGZO等……。同时Oxide TFT所生产的TFT基板表面平整度极佳，可以进行大面积基板的加工制造，应用于5代线以上的基板生产非常有潜力。Oxide TFT技术目前多以IGZO为多，其Mobility可达到10cm2/Vs，较现行a-Si要高出10倍。

以IGZO方式所生产的TFT结构原理主要是将原本应用在a-Si TFT的矽材料部分置换成a-IGZO来形成TFT，其优势在于光罩工艺极少，可以使用现行a-Si Fab来进行改装。在设备上将a-Si所使用的CVD机置换为PVD机，绝大部分的现有机器都可以加以利用，较重新投资建设新的流水线要来得经济。由于Oxide TFT工艺光罩数与现行a-Si技术相去不远，应用时无需对现有的流水线作太多变动，而其芯片的体积也较过去减小，液晶面板优良率因而得到提高，成为既超高清又节电的产品。

在厂商的发展进程中，2010年韩国的SEC（Samsung Electronics）公司首次推出全球最大的70寸Oxide TFT LCD液晶面板，2011年日本的夏普公司更宣布将针对旗下的8代线进行改造，2012年开始进行Oxide TFT LCD产品的销售。

不过以IGZO材料来进行Oxide TFT背板生产目前仍有以下难题有待解决：1.如何提高IGZO Target材料的稳定性；2.在4代以下的流水线提供TFT制作时稳定的工艺；3.当基板尺寸提高到8代线等级时，IGZO工艺的均匀程度的控制也是重中之重。

如果对比各项技术的优劣，Oxide TFT无疑是新一代FPD领域的最佳选择。只要电压及电流的承受能力超过a-Si TFT的话，至少能够足以用于液晶面板。同时确保可靠的实用退火条件得以正式确立，即能有效的应用在大尺寸液晶面板的批量生产上。

在走向超高清液晶面板的时代，由于未来信号播送的改进，Content的标准将从目前的全高清进展到4K×2K，之后再提高到8K×4K。在电视系统方面，4K×2K的部分节目并未排入在世界各国的电视信号当中，若想观赏4K×2K的动态影像，主要方式是以蓝光碟片中的全高清为基础，再通过电视内部的影像处理芯片进行画面模拟，将分辨率补偿并进一步提升到4K×2K，未来厂商将通过蓝光光碟的高容量，逐步进行4K×2K节目的制作并加以销售，来增加消费者观赏content的种类。而在8K×4K部分，NHK电视台已经在2003年就已进行了8K×4K的首次影像试播，在十年时间内，NHK电视台不断的在拍摄系统、收音设备、信号编写压缩‘传输设备、终端影像处理等系统上进行改进，故才能大言不惭地夸下海口保证在2020年夏试播8K×4K超高清电视。

而今在液晶面板技术的改进方面，高精细液晶面板所配备的TFT将从传统的a-Si TFT逐步尝试转换到Oxide TFT。现今Oxide TFT技术难点主要还是电压漂移的问题非常难解决，不只是材料上必须要克服，工艺上也许改善其稳定性。目前厂商遇到最大的问题在于线路蚀刻时所制作的电路，电流能否稳定成为关键。Oxide TFT采用的工艺是Sputtering的工艺，当基板尺寸扩大时，薄膜的均匀程度控制难度就会提高，因此如何设计出适当的TFT结构，同时能让工艺的难度降低以提高可靠性，将是未来研发的重点。

从眼下各厂商的产品流水线规划，4K×2K会先从60寸以上的液晶面板开始，同时尝试向下延伸到55寸～32寸之间广受消费者欢迎的各大系列液晶面板。在产品开发方面仍以高档、高附加值为重心，先进的工艺流程（Oxide TFT、光配向）、配备3D功能，以及高Frame Rate等特点进行设计。

而在其它国家高细腻液晶面板的进展方面，中国台湾地区的厂商，在本年度里，4K×2K将作为生产重心，只是TFT材料多以a-Si为主，而在Oxide TFT材料上着墨较少。由于日韩厂商在高精细液晶面板的规划几乎都以Oxide TFT为主，日本的夏普公司已经能够批量生产配备IGZO的液晶面板，韩国的三星（Samsung）公司则在2011年时就已取得IGZO的专利的授权，并尝试用于70寸规格的液晶面板的批量生产。由此可见日韩厂商在Oxide TFT领域的发展速度起码目前较台湾地区厂商来得为快，未来的岁月里随着市场的改变，后进者必须奋起直追，方能够在新一代的显示器之争中不致落伍。